[發明專利]一種基于導航衛星和低軌增強衛星的定位方法和系統

有效

• 申請號: 201810566043.4
• 申請日: 2018-06-04
• 公開（公告）號: CN109001786B
• 公開（公告）日: 2020-06-16
• 發明（設計）人: 穆旭成
• 申請（專利權）人: 北京未來導航科技有限公司
• 主分類號: G01S19/46
• 分類號: G01S19/46
• 代理公司: 北京慧智興達知識產權代理有限公司 11615
• 代理人: 韓龍;張曉龍

1.一種基于導航衛星和低軌增強衛星的定位方法，其特征在于，該方法包括如下步驟：

步驟1，在當前歷元，獲取導航衛星和低軌增強衛星的觀測數據并進行預處理；

步驟2，獲取導航衛星和低軌增強衛星的導航電文，根據所獲取的低軌增強衛星的導航電文同時得到導航衛星和低軌增強衛星的精密軌道和鐘差；

步驟3，根據獲取的導航電文改正定位過程所受到的誤差；

步驟4，經由以其中一種衛星導航系統為基準歸一化得到統一線性觀測方程并計算定位參數觀測值；

步驟5，根據計算得到的定位參數觀測值和上一歷元的定位參數估計值，經由狀態方程得到當前歷元定位參數估計值并返回步驟1；

步驟6，根據定位參數估計值生成當前歷元的定位和測速結果并保存。

2.如權利要求1所述的基于導航衛星和低軌增強衛星的定位方法，其特征在于，如果以GPS系統對應的接收機鐘差為基準，則其他衛星導航系統的定位觀測方程為：

式中，參數為GNSS系統對應的測站天頂方向對流層延遲參數對應的映射函數，T_a為測站天頂方向對流層延遲參數，是GPS系統對應的接收機鐘差，是GPS系統在接收機端偽距硬件延遲，和分別為消電離層組合偽距和相位觀測值，和分別為接收機端消電離層組合偽距和相位觀測值硬件延遲，相似地，和分別為衛星端消電離層組合偽距和相位觀測值硬件延遲；為消電離層組合觀測值波長，c為真空中光速、f₁為頻點1的載波頻率、f₂為頻點2的載波頻率，為相應的整周模糊度參數，式中，為兩個系統在接收機端偽距硬件延遲之差，也即碼偏差；為根據站星初始坐標計算的站星距離，l、m、n為線性化系數，分別為而x^s、y^s和z^s為衛星坐標，x_a、y_a和z_a為測站初始坐標，Δx_a、Δy_a和Δz_a分別為其改正值。

3.如權利要求2所述的基于導航衛星和低軌增強衛星的定位方法，其特征在于，測速觀測方程為：

其中，測站與衛星之間相位變化速率的計算公式如下：

式中，表示測站與衛星之間相位變化速率，單位為周/s，Δt表示采樣間隔，而和為衛星速率，和為測站速率，表示接收機鐘速，表示對流層的變化率。

4.如權利要求2所述的基于導航衛星和低軌增強衛星的定位方法，其特征在于，所述導航衛星包括美國GPS、中國北斗、歐盟伽利略、俄羅斯GLONASS衛星導航系統的至少一種。

5.一種基于導航衛星和低軌增強衛星的定位系統，其特征在于，該定位系統包括：

衛星觀測數據接收和處理裝置，用于在每一歷元獲取導航衛星和低軌增強衛星的觀測數據并對數據進行預處理；

衛星導航電文接收和處理裝置，用于在每一歷元獲取導航衛星和低軌增強衛星的導航電文，根據所獲取的低軌增強衛星的導航電文同時得到導航衛星和低軌增強衛星的精密軌道和鐘差；

定位誤差改正裝置，用于根據獲取的導航電文改正定位過程所受到的誤差；

定位參數觀測值計算裝置，用于經由以其中一種衛星導航系統為基準歸一化得到統一線性觀測方程來計算定位參數觀測值；

定位參數估計值計算裝置，用于根據計算得到的定位參數觀測值和所保存上一歷元的定位參數估計值，經由狀態方程計算當前歷元的定位參數估計值；

定位結果保存裝置，根據定位參數估計值生成當前歷元的定位和測速結果并保存。

6.如權利要求5所述的基于導航衛星和低軌增強衛星的定位系統，其特征在于，衛星導航電文接收和處理裝置進一步包括導航衛星導航電文接收和處理單元以及低軌增強衛星導航電文接收和處理單元。

7.如權利要求5所述的基于導航衛星和低軌增強衛星的定位系統，其特征在于，定位誤差改正裝置進一步包括導航衛星誤差改正單元和低軌增強衛星誤差改正單元。